論文の概要: Optimized Measurements of Rabi model in a linear potential under Strong Doppler shifts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.12971v1
- Date: Thu, 17 Jul 2025 10:17:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-18 20:10:24.450903
- Title: Optimized Measurements of Rabi model in a linear potential under Strong Doppler shifts
- Title（参考訳）: 強ドップラーシフト下における線形ポテンシャルにおけるRabiモデルの最適測定
- Authors: Dongyang Yu,
- Abstract要約: この研究は、外部状態量子資源を利用した高感度・耐雑音性原子重力計の開発のための理論的基礎を築いた。
フィッシャー情報理論を統合することで、位相回転測定プロトコルの準ユニバーシティと高いメトロジカルゲインを具体的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Harnessing quantum resources in the atomic external degrees of freedom--particularly matter-wave states with broad momentum spreads--holds significant potential for enhancing the sensitivity of Kasevich-Chu atom gravimeters at the standard quantum limit. However, a fully quantum-mechanical investigation of the critical Doppler effect inherent to this approach remains lacking. Employing the SU(2) Lie group theory, we derive a generic Riccati equation governing the unitary dynamics of the Rabi model within a linear potential and analyze the Doppler effect impact on Rabi oscillations because of the strong coupling between the internal and external states. Furthermore, by integrating Fisher information theory, we specifically demonstrate the near-universality and high metrological gain of phase rotation measurement protocols under strong Doppler broadening. This theoretical work provides insightful implications for boarder generalization, such as extensions to finite-temperature scenarios or multi-pulse sequences--exemplified by the $\pi/2-\pi-\pi/2$ pulse sequence characteristic of Kasevich-Chu atom gravimeters. Thus, this work lays a theoretical foundation for developing high-sensitivity, noise-resistant atom gravimeters leveraging external-state quantum resources.
- Abstract（参考訳）: 原子外自由度における量子資源のハーネス化 - 特に運動量広さの物質-波状態は、標準量子限界におけるカセヴィチ-チュー原子重力計の感度を高める重要なポテンシャルを持っている。
しかし、この手法に固有の臨界ドップラー効果の完全な量子力学的研究はいまだに欠如している。
SU(2)リー群理論を用いて、線形ポテンシャル内でのラビモデルのユニタリダイナミクスを支配し、内部状態と外部状態の間の強い結合のため、ラビ振動に対するドップラー効果を解析する一般のリカティ方程式を導出する。
さらに、フィッシャー情報理論を統合することで、強いドップラー拡大の下での位相回転測定プロトコルのほぼ均一性と高いメトロジカルゲインを具体的に示す。
この理論的な研究は、カゼヴィチ-チュー原子重力計の$\pi/2-\pi-\pi/2$パルスシーケンス特性によって実証された有限温度シナリオの拡張やマルチパルスシーケンスのような、ボーダ一般化に対する洞察に富んだ意味を与える。
したがって、この研究は、外部状態の量子資源を活用する高感度で耐雑音性原子重力計を開発するための理論的基礎を築いた。
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